[實(shí)用新型]一種激光熔覆用操作平臺(tái)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720123368.6
• 申請(qǐng)日: 2017-02-10
• 公開（公告）號(hào): CN206408293U
• 公開（公告）日: 2017-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 畢曉夕;趙雨;孫佳鈺;辛洪生;于天彪;王宛山
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號(hào): C23C24/10
• 分類號(hào): C23C24/10
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司21212
• 代理人: 趙淑梅,李洪福

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種高度角度可調(diào)、溫度可控、廢料可回收的激光熔覆用操作平臺(tái)裝置。

背景技術(shù)

激光熔覆技術(shù)是20世紀(jì)70年代隨著大功率激光器的發(fā)展而興起的一種新的表面改性技術(shù)，此技術(shù)是在激光束作用下將合金粉末或陶瓷粉末與基體表面迅速加熱并熔化，與基體材料呈冶金結(jié)合的表面涂層的一種快速成型的方法。利用激光熔覆技術(shù)，可以獲得任意復(fù)雜形狀、力學(xué)性能良好、尺寸精度較高的功能件，適合在小批量、定制化的復(fù)雜功能件上應(yīng)用。

激光熔覆成形技術(shù)在汽車、航空航天重要零件的加工制造、維修、復(fù)雜異形零件生產(chǎn)、研發(fā)中的快速模具制造、軍工企業(yè)中對(duì)于高精端武器的研發(fā)制造等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。

與其他表面強(qiáng)化技術(shù)相比，激光熔覆的優(yōu)點(diǎn)有：

(1)冷卻速度快，激光熔覆屬于快速凝固過程，容易得到細(xì)晶組織或產(chǎn)生平衡態(tài)所無法得到的新相，如非穩(wěn)相、非晶態(tài)等；

(2)涂層稀釋率低，與基體呈牢固的冶金結(jié)合或界面擴(kuò)展結(jié)合，通過對(duì)激光工藝參數(shù)的調(diào)整，可以獲得低稀釋率的良好涂層，并且涂層成分和稀釋度可控；

(3)熱輸入和畸變較小，尤其是采用高功率密度快速熔覆時(shí)，變形可降低到零件的裝配公差內(nèi)；

(4)粉末選擇幾乎沒有任何限制，特別是在低熔點(diǎn)金屬表面熔覆高熔點(diǎn)合金；

(5)熔覆層的厚度范圍大；

(6)能進(jìn)行選區(qū)熔覆，材料消耗少，具有卓越的性價(jià)比；

(7)工藝過程簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

在激光熔覆過程中，粉末經(jīng)同軸送粉噴嘴噴出送到基體表面，通過吸收激光能量熔化與基板吸收能量熔化共同形成熔池，噴嘴按照計(jì)算機(jī)控制的掃描路徑運(yùn)行，送粉器送達(dá)基材表面的粉末吸收光能不斷熔化，然后快速凝固，從而實(shí)現(xiàn)成型制造，表面修復(fù)等。在整個(gè)加工過程中，存在如下幾個(gè)缺陷：

1.在熔覆的過程中熔覆的工作平臺(tái)不可移動(dòng)，只有通過移動(dòng)激光頭的位置以尋找熔覆開始工作的原點(diǎn)位置，此調(diào)節(jié)操作需要通過機(jī)器人的手柄調(diào)節(jié)激光頭的位置，需要肉眼瞄準(zhǔn)位置然后進(jìn)行原點(diǎn)校準(zhǔn)，如果操作不當(dāng)會(huì)使得激光頭撞擊到加工操作平面，損壞激光頭。另外，由于設(shè)備的限制，如需熔覆與水平方向成一定角度的工件時(shí)，由于沒有支撐設(shè)備，此熔覆操作過程將無法進(jìn)行；

2.激光熔覆的溫度一般為1000℃左右，當(dāng)熔覆的層數(shù)較少時(shí)，溫度散熱較快，隨著層厚的逐漸增多，溫度熱量堆積現(xiàn)象也逐漸嚴(yán)重起來，進(jìn)而導(dǎo)致工件上部的溫度和熱量堆積較高，在熔覆的過程中會(huì)出現(xiàn)“塌陷”現(xiàn)象，影響成型效果；

3.當(dāng)送粉量和掃描速度達(dá)到一定的值時(shí)，激光頭噴出的粉末速度較快，粉量又比較大，這時(shí)就會(huì)出現(xiàn)粉末“飛濺”的現(xiàn)象，“飛濺”出去的粉末又無法收集回來，粉末大量被浪費(fèi)。

實(shí)用新型內(nèi)容

根據(jù)上述提出的技術(shù)問題，而提供一種激光熔覆用操作平臺(tái)裝置。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)手段如下：

一種激光熔覆用操作平臺(tái)裝置，包括升降臺(tái)和冷卻箱體；

所述冷卻箱體的內(nèi)底設(shè)有向所述冷卻箱體的頂部延伸的隔板管，所述隔板管的頂部開口，所述冷卻箱體的內(nèi)壁與所述隔板管的外壁之間設(shè)有冷卻液腔，所述冷卻箱體的側(cè)壁設(shè)有與所述冷卻液腔連通的冷卻液進(jìn)口Ⅰ和冷卻液進(jìn)口Ⅱ，所述冷卻箱體的頂部設(shè)有兩個(gè)與所述冷卻液腔連通的冷卻液出口；

所述升降臺(tái)包括與所述冷卻箱體的內(nèi)底貼合的下平面，熔覆用平臺(tái)和位于所述下平面和所述熔覆用平臺(tái)之間的四個(gè)升降裝置；

所述升降裝置包括與所述下平臺(tái)上表面連接的支撐桿Ⅰ，與所述熔覆用平臺(tái)下表面連接的萬向軸和與所述萬向軸連接的支撐桿Ⅱ；

所述支撐桿Ⅰ套接在所述支撐桿Ⅱ上，所述支撐桿Ⅱ的外壁設(shè)有沿所述支撐桿Ⅱ的軸線方向延伸的滑道，所述支撐桿Ⅰ上設(shè)有與所述滑道相匹配的滑槽，所述支撐桿Ⅰ的外壁設(shè)有用于固定所述滑道的固定裝置。

通過所述升降裝置的設(shè)置可以實(shí)現(xiàn)所述熔覆用平臺(tái)的升降傾斜，操作方便簡(jiǎn)單。

所述冷卻箱體的側(cè)壁包括側(cè)壁Ⅰ和位于所述側(cè)壁Ⅰ對(duì)側(cè)的側(cè)壁Ⅱ，所述側(cè)壁Ⅰ的底角設(shè)有所述冷卻液進(jìn)口Ⅰ，所述側(cè)壁Ⅱ的底角設(shè)有所述冷卻液進(jìn)口Ⅱ，所述冷卻液進(jìn)口Ⅰ和所述冷卻液進(jìn)口Ⅱ呈對(duì)角設(shè)置，兩個(gè)所述冷卻液出口分別位于所述冷卻液進(jìn)口Ⅰ和所述冷卻液進(jìn)口Ⅱ之間且呈對(duì)角設(shè)置。

冷卻液從所述冷卻液進(jìn)口Ⅰ和所述冷卻液進(jìn)口Ⅱ流進(jìn)所述冷卻液腔，從兩個(gè)所述冷卻液出口流出，此種設(shè)計(jì)使得冷卻換熱效果更好，隨著激光熔覆的進(jìn)行，工件的溫度逐漸升高，當(dāng)工件熔覆到一定高度時(shí)，隨著熱量的堆積就會(huì)出現(xiàn)“塌陷”狀況，所述冷卻箱體的設(shè)置是為了降低熔覆過程中的周圍環(huán)境溫度以防止此現(xiàn)象的出現(xiàn)。